铁代谢和血红素生物合成的研究进展

《铁代谢和血红素生物合成的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、铁代谢和血红素生物合成的研究进展林果为一、铁代谢1．1铁稳态铁是人体最丰富的必须微量元素之一，所有具有功能的细胞均含有铁，它广泛参与机体内的代谢过程，如氧的运输，DNA合成及电子的传递等。缺铁可引起血红素合成障碍导致缺铁性贫血，缺铁也会影响含铁酶包括线粒体中细胞色素酶系统的活力及肌红蛋白的合成，从而广泛影响机体细胞的电子传递能力和能量代谢。同时，机体还必须防止游离铁的毒害作用，体内铁过多可促发大量自由基，引起神经系统退行性变与许多老年相关的疾病发生。因此，人体存在严格的铁代谢调节机制，可以确保体

2、内铁始终处于正常生理水平，称机体的铁稳态(ironhomeostasis)。铁稳态关键依赖于小肠铁吸收和机体铁需要之间的平衡。1．2体内铁的分布正常成人体内含铁量，男性为50mg／Kg，女性为40mg／Kg，见表l。铁分布形式有功能铁(包括血红蛋白，肌红蛋白及细胞代谢有关的血红素酶类及非血红素酶类的铁)；转运铁，即血浆运铁蛋白；以及以铁蛋白和含铁血黄素形式在肝、脾、骨髓等器官的贮存铁。正常成年女性由于月经铁的丢失，贮存铁量仅及男性的一半，甚至可以达缺如的水平，即使在发达国家，如美国，据统计约1／

3、3成年女性贮存铁缺如。正常成人体内含铁总量达3～59，再循环铁量20～30mg／d，每日需要量为1—2mg，系从十二指肠主动吸收。铁的被动排出与主动吸收之间维持动态平衡。成年男性每天从食物吸收lmg铁，成年女性吸收1．4mg／d铁，就能维持铁稳态。表l成人体内铁的分布·60·1．3铁的吸收在正常情况下，人体铁的主要来源是从食物中吸收。国人每日普通饮食中所供给的铁量为15。30rag，其中5％～10％被吸收，吸收量约为lmg／d，主要吸收部位在十二指肠和空肠上段。铁的吸收形式有两种：1)血红素铁来

4、自血红蛋白、肌红蛋白及动物食物的其他血红素蛋白。经胃酸和蛋白酶消化游离出血红素，通过亚铁血红素携带蛋白(HCP．1)，被肠粘膜细胞摄取，在细胞内经血红素加氧酶(HO．1)分解为原卟啉和铁。血红素铁的吸收一般不受食物成分的影响，吸收率高。2)非血红素铁来自铁盐、铁蛋白、含铁血黄素及植物性食物中的高铁化合物等。非血红素铁的吸收取决于铁原子的价数、可溶性及食物中螯合剂的存在。食物中的铁必须成为可溶性二价铁才易被吸收，胃酸可增加非血红素铁的溶解度，维生素C作为还原剂，动物蛋白质分解后的多肽或某螳氨基酸都

5、可与铁形成易于溶解的螯合物有利于吸收。植物性食物中的磷酸盐、植酸盐、茶叶中的鞣酸及咖啡中的一些多酚类化合物等，都易与铁形成难以溶解的盐类抑制非血红素铁的吸收，蛋黄中的磷蛋白和卵黄高磷蛋白和铁结合后可溶性差而不易吸收。因此铁的吸收率因食物种类而异，动物性食物约为20％一25％(蛋仅为3％)，植物性食物的吸收率小于5％(但大豆为7％)，人乳铁吸收率为50％，牛乳仪10％。因此各种食物中铁的生物利用度各不相同，如和相同量的亚铁盐相比，蔬菜中铁仅1／20被利用，蛋中铁利用度为1／8，肝铁1／2可被利用，

6、血红素铁1／2～2／3可被利用。血红素铁主要存在于肉类、禽类和鱼类食物，吸收率要比非血红素铁高3倍，但国人食物中铁的来源主要为非血红素铁，其含量要超过食物中总铁量的90％。铁吸收的部位主要在近端小肠(十二指肠和空肠)，小肠铁吸收是维持铁稳态的一个重要环节，由于小肠肠腔面的吸收上皮细胞不存在运铁蛋白受体(transferrinreceptor,TfR)表达，因此铁穿过小肠进入机体不可能通过运铁蛋白一运铁蛋白受体(TF．T依)的经典途径实现。近年来研究表明在十二指肠上皮细胞内存在4种铁吸收相关蛋白：

7、肠细胞色素B(duodenalcytochromeb，Deytb)、二价金属离子转运蛋白1(divalentmetaltransporter1，DMTl)膜铁转运蛋白1(ferroportinl，Fpnl)和膜铁转运辅助蛋白(hephaestin，Hp)。十二指肠隐窝细胞(duodenalcryptcell)系感受人体铁变化信号的部位。它对机体缺铁很敏感，当机体缺铁时，隐窝细胞能接受这一信息，分化成熟为其子代细胞——肠上皮细胞，同时使后者Dcytb、DMTI、Fpnl和Hp的表达增加，进而铁吸收

8、量增加；相反，如体内铁过多时，十二指肠隐窝细胞也能感受这一信息，引起成熟肠上皮细胞上述4种铁吸收蛋白的表达减少，铁吸收量减少。因此，十二指肠隐窝细胞可以根据机体铁状态预见设定DMTl和Fpnl表达量，从而决定其成熟为肠粘膜上皮细胞后的铁吸收能力。十二指肠隐窝细胞具有铁感受蛋白，十二指肠上皮铁的摄取能力受隐窝细胞铁感受蛋白的调节，隐窝细胞基底膜存在HFE．132微球蛋白．TfRI复合物可能是一种最常见的铁感受蛋白。HFE蛋白(系遗传性血色病基因编码的蛋白)与132微球蛋白(132．M)相结合后才能